Hallo alle miteinander Ich bin durch Zufall auf ein 2Channel 24bit-ADC von TI gekommen: ADS1292R: http://www.ti.com/product/ADS1292R Dieser hat wie andere auch 24bit Auflösung. Bei einer Referenzspannung von 4,096V sind das also 244,140625 nV / LSB. Aber kann denn ein Signal überhaupt so "Sauber" sein? Die INL (Typ) (ppm) ist 2. Da spielt doch schon fast der Widerstand der Leiterbahn und Bond-Drähte eine Rolle!? Von eingekoppelten / eingestreuten Störungen mal ganz abgesehen. Aber als wenn das nicht genug wäre, hat der ADC noch einen PGA, der 1,2,3,4,6,8 oder 12 sein kann. Bei Verstärkung 12 würde ein LSB doch 20,345 nV entsprechen. Da kann man doch etliche Bits wegwerfen, oder? Dazu: Der PGA kann ja auch nur bedingt genau sein. Beim ADS1294R (auch 24bit) ist allein der Offset-Error 500µV -> Entspricht einem ADC-Wert-Offset von 2048, Also sind mindestens die untersten 12bit falsch, was aus dem 24bit ADC wieder ein 12bit ADC macht. Und das ohne Verstärkung 12 (da wäre der ADC-Wert-Offset ~24576 -> Die unteren 15bit sind hin). Hab ich da einen Denkfehler? Macht solch eine Auflösung dann überhaupt Sinn?
Michael Skropski schrieb: > Dieser hat wie andere auch 24bit Auflösung. Bei einer Referenzspannung > von 4,096V sind das also 244,140625 nV / LSB. Aber kann denn ein Signal > überhaupt so "Sauber" sein? Du wirst die viele Bits wegwerfen müssen um da was stabiles zu bekommen... 24 Bit halte ich für nicht realisierbar
Ich hatte mal einen AD7730. Der sollte auch 24 Bit haben. Mit viel Aufwand, internen Filtern usw. bin ich auf 18 Bit gekommen. Die Sampling-Zeit hat sich entsprechend verlängert und war schon ein paar Millisekunden lang.
>Aber kann denn ein Signal überhaupt so "Sauber" sein?
Na. Das ist nun aber dein Problem. Eine gute Referenz hat Rauschen im uV
(0.1-10Hz) Bereich. Wenn man die Bandbreite und die Impedanz kleiner
macht, und vielleicht noch etwas kuehlt...
Kalte (!) Kondensatoren verlieren die dielektrischen Verluste. Kalt im
Sinne eine Physikers.
Michael Skropski schrieb: > Dieser hat wie andere auch 24bit Auflösung. Überschrift: > Genauigkeit eines 24bit ADCs realistisch? Fällt dir der Unterschied der beiden Substantive auf?
Hey, genau - Auflösung und Genauigkeit sind hier große Unterschiede. Die Auflösung eines 24 Bit Wandlers ist tatsächlich 24 Bit. Wenn es zur Genauigkeit geht, wird es schnell ernüchternd. Schaue dir doch einfach mal gängige, gute Tischmultimeter an. Z.b. das HP3458A: schau dir im Manual (http://cp.literature.agilent.com/litweb/pdf/03458-90014.pdf) doch mal die Seite 283, und zwar nur die Fehlergrößen, an. Hier ist man ruck-zuck im 3-stelligen µV Bereich. Genauigkeiten im µV-Bereich ist natürlich nicht schlecht - aber so etwas zahlt man auch mit einem entsprechendem Preis (such mal bei ebay nach dem Ding!). Es reicht also nicht, einen "einfachen" AD-Wandler mit hoher Bitzahl zu kaufen - hierzu gehört viel Know-How! Viele Grüße, Thomas
Kauf dir einen schnellen ADC mit weniger Bits und hänge einen CIC Filter dahinter, dann kommst du auch auf 24 Bit.
vernünftiges pcb 18-bit stabil... richtig gutes design 20bit stabil... drüber hängt stark von der umgebung ab... mitteln braucht man nicht wenn der rest stimmt... 73
Udo Schmitt schrieb: > Fällt dir der Unterschied der beiden Substantive auf? Der Unterschied ist mir bewusst. Mir geht es um die Genauigkeit (So wie in der Überschrift steht), ob die rein vom Baustein aus überhaupt annähernd an die Auflösung kommt (siehe 500µV Offset). Das bei dem Ding auch wirklich 24bit rauskommen, davon geh ich mal aus. Doch wieviel man davon (unabhängig von PCB usw) wirklich gebrauchen kann ist die Frage. Wenn der interne PGA schon so einen (mit der Auflösung im Hinterkopf) großen Offset hat (von sonstigen Effekten mal abgesehen), dass ich mir schon 12bit, ggf mit Hilfe von Kalibrierung auch nur 6bit verfälsche, würde eine Auflösung von 18bit reichen - mit der gleichen Genauigkeit.
Mitteln ist aber einfacher als ein richtig gutes Design, für das man erst mal viele Jahre Erfahrung braucht. ;-) 64
Auflösung!=Genauigkeit... Offsetfehler beeinflussen nicht die Auflösung! 18-20bit genauigkeit mit 24bit auflösung können drinnen sein... ist aber überall so.. der Stm32F4 z.B. hat 12bit auflösung und ist 8.5bit genau... 73
Hans schrieb: > ist aber überall so.. der Stm32F4 z.B. hat 12bit auflösung und ist > 8.5bit genau... Ich lese im Allgemeinen die Datenblätter der Prozessoren mit denen ich arbeite recht sorgfältig, aber das habe ich noch nicht gesehen. Bitte möglichst genaue Referenz dazu. Danke
Hey, wenn es dir also mehr um die Genauigkeit geht, solltest du nicht nach AD-Wandlern suchen, sondern nach Referenzquellen. Hier gibt es dann z.B. beheizte Referenzquellen, welche stabiler sind. Sieh dir dazu einfach mal 2-3 Datenblätter verschiedener Referenzspannungsquellen an, dann siehst du schnell die Größenordnung, auch im Preis. Überlege dir mal, wie genau (in %) deine Referenzspannung sein muss, damit du "nur" 18 Bit Genauigkeit erlangst. Als nächstes siehe dir dann mal den Temperaturkoeffizienten der Referenz an. Wer also sagt, 18 Bit Genauigkeit - das sollte kein Problem sein, sollte sich schleunigst hinsetzen und ein Multimeter entwickeln :) Viele Grüße, Thomas
Man kann auch ohne Referenz genau messen wollen. zB 0.01 Grad Celsius Aufloesung mit einem Theromelement, waeren dann 400nV
Okay, gutes Argument ;) Dann bekommt man aber auch nur die Abweichungen der Messwerte genau - also keine absolute Genauigkeit.
Thomas schrieb: > Überlege dir mal, wie genau (in %) deine Referenzspannung sein muss, > damit du "nur" 18 Bit Genauigkeit erlangst. Als nächstes siehe dir dann > mal den Temperaturkoeffizienten der Referenz an. > > Wer also sagt, 18 Bit Genauigkeit - das sollte kein Problem sein, sollte > sich schleunigst hinsetzen und ein Multimeter entwickeln :) Na klar muss das alles genau sein, auch über die Temperatur hinweg. Ich will die 18bit auch nicht runterspielen, sondern ansich nur fragen, warum die Wandler ne (teilweise deutlich) höhere Auflösung als Genauigkeit haben. Das ist doch wie mit einer R2R-Schaltung nen 16bit Wandler aufzubauen. Man hat 16 bit, aber mit ein paar unteren bits kann man nichts anfangen. Also kann man sich die paar Widerstände und IOs auch sparen. Sprich die Hersteller könnten Aufwand/Kosten sparen.
Norbert schrieb: > Hans schrieb: > >> ist aber überall so.. der Stm32F4 z.B. hat 12bit auflösung und ist >> 8.5bit genau... > > Ich lese im Allgemeinen die Datenblätter der Prozessoren mit denen ich > arbeite recht sorgfältig, aber das habe ich noch nicht gesehen. > > Bitte möglichst genaue Referenz dazu. > > Danke ET Total unadjusted erro : +- 5 LSB alles zwischen 0x0F0 und 0x0FA kann bei der selben spannung rauskommen... ich lass jetzt mit mir über die genaue bit-anzahl reden aber auf jedenfall sinds weniger wie 10 und mehr wie 8 :)
Hans schrieb: > ET Total unadjusted erro : +- 5 LSB > > alles zwischen 0x0F0 und 0x0FA kann bei der selben spannung > rauskommen... ich lass jetzt mit mir über die genaue bit-anzahl reden > aber auf jedenfall sinds weniger wie 10 und mehr wie 8 :) 5 LSB ist NICHT das Gleiche wir 5 Bit! 5 LSB ≅ 2,322 Bit
Spricht nicht die Audio-Fraktion immer von 24bit/192khz? :-)
Michael Skropski schrieb: > warum die Wandler ne (teilweise deutlich) höhere Auflösung als > Genauigkeit haben. > Also kann man sich die paar Widerstände und IOs > auch sparen. Sprich die Hersteller könnten Aufwand/Kosten sparen bei einem Delta-Sigma ADC ergibt sich die Auflösung aus der digitalen Signalverarbeitung. 24 Bit Auflösung sind für den Hersteller nicht unbedingt so dramatisch viel aufwändiger als 18 Bit, und die interne Rechengenauigkeit muss natürlich höher liegen, als die angestrebte Genauigkeit des Endergebnis. Bei anderen ADC-Architekturen sieht das mit dem Zusatzaufwand bei steigender Auflösung anders aus. Zudem ist nicht in jeder Anwendung die absolute Genauigkeit entscheidend. Das Teil wird für medizinische Anwendungen (EKG) beworben. Ich denke mal, dass man sich dabei weniger für den Absolutwert der Spannung interessiert als für die Signaländerungen in einer bestimmten Bandbreite: der von dir erwähnte Offsetfehler spielt dabei also keine Rolle, solange er nicht zu schnell driftet. Viel interessanter dürfte dabei das Rauschen sein, und da kann das Teil bis auf mehr als 20 Bit (ENOB) kommen. Dazu passt die 24 Bit Auflösung doch ganz gut.
Pete K. schrieb: > Spricht nicht die Audio-Fraktion immer von 24bit/192khz? :-) Ohh Ohh, bitte diese Dose mit Würmern nicht weiter öffnen ;-)
Pete K. schrieb: > Spricht nicht die Audio-Fraktion immer von 24bit/192khz? :-) Bei Audio ist es doch so wie in der bereits erwähnten Medizinanwendung; hier ist ebenfalls nicht die Genauigkeit entscheidend sondern die Auflösung. Das ergibt dann einen grösseren Dynamikumfang als bei 16bit; es können also sowohl sehr leise Töne wie auch sehr laute abgebildet werden.
Johnny B. schrieb: > Das ergibt dann einen grösseren Dynamikumfang als bei 16bit; > es können also sowohl sehr leise Töne wie auch sehr laute abgebildet > werden. Könnten... http://www.akm.com/akm/en/product/detail/0019/ Maximal 123 dB SNR ~ 20 Bits d.h. etwa 17 Bits rauschfrei... und wie bei Audio-ADCs anscheinend üblich keine Angaben zur INL, DNL etc. Hans schrieb: > alles zwischen 0x0F0 und 0x0FA kann bei der selben spannung > rauskommen... ich lass jetzt mit mir über die genaue bit-anzahl reden > aber auf jedenfall sinds weniger wie 10 und mehr wie 8 :) Jein. Der Gesamtfehler im Datenblatt enthält nicht den Fehler der durch die DNL entsteht, 1/2 LSB wären da notwendig damit kein Code fehlt, bei dem Wandler sind's +-2 LSB oder 4 Bits... Thomas schrieb: > Überlege dir mal, wie genau (in %) deine Referenzspannung sein muss, > damit du "nur" 18 Bit Genauigkeit erlangst. Als nächstes siehe dir dann > mal den Temperaturkoeffizienten der Referenz an. Es gibt keine Referenz-ICs/Dioden, die ab Werk genau genug wären. Alle müssen gegen eine passende Referenz ausgemessen werden. Übrig bleibt bei solchen Anwendungen meist nur die LTZ1000 aufgrund ihrer sehr geringen Temperatur- und Langzeitdrift.
Die Audiofraktion, jaja, immer wieder lustig. Wie war das, dass Ohr hört logarithmisch? Aber das Ganze geht immer noch eine Spur dramatischer: http://www.esstech.com/index.php?p=products_ADC http://www.ardatech.com/1201.shtml Das 3458A hier anzuführen ist etwas fragwürdig, ist das Prinzip der AD-Wandlung doch ein vollkommen anderes, denn es handelt sich nicht um eine reine Spannungsmessung, sondern um eine Zeitmessung. Und nichts auf der Welt lässt sich so gut messen wie die Zeit oder ihr Reziprok. Fragt sich nur wann jemand ein Konzept präsentiert, dass nicht gegen eine hochstabile Spannungsreferenz misst, sondern in irgendeiner Form gegen einen GPSDO als Frequenznormal, dann entfallen die Spannungsreferenzen. Arc Net schrieb: > Es gibt keine Referenz-ICs/Dioden, die ab Werk genau genug wären. Alle > müssen gegen eine passende Referenz ausgemessen werden. Das richtige Wort heißt "Normal", denn darauf wird alles zurückgeführt.
Norbert schrieb: >> Spricht nicht die Audio-Fraktion immer von 24bit/192khz? :-) > Ohh Ohh, bitte diese Dose mit Würmern nicht weiter öffnen ;-) Fressen die dann die letzten 8Bit weg? :-) Gruss Harald
branadic schrieb: > Und nichts auf der Welt lässt sich so gut messen wie die Zeit Leider ist die Zeit selbst nicht konstant... Gruss Harald
branadic schrieb: > Harald Wilhelms schrieb: >> Leider ist die Zeit selbst nicht konstant... > > Was zu beweisen wäre... Längst passiert. Sieht man heute ganz praktisch an GPS Satelliten deren Uhren sich dauernd verstellen.
cyblord ---- schrieb: > Längst passiert. Sieht man heute ganz praktisch an GPS Satelliten deren > Uhren sich dauernd verstellen. ...oder bei dem Unterschied zwischen der Atomuhr in Braunschweig auf ca 50m Höhe und der in den USA in Boulder auf ca 1700m Höhe. Bei der nächsten Uhrengeneration, von der es bereits Prototypen gibt, ist schon ein Unterschied messbar, wenn man die Uhr vom Fussboden auf den Tisch stellt. Gruss Harald
Michael Skropski schrieb: > Da kann man doch etliche Bits wegwerfen, oder? Du kannst sie verwenden, um im Rauschen nach Signalen zu suchen. Aber auch schon, wenn man konventionell filtert, steigt die Auflösung. Man muss aber berücksichtigen, dass die Wandler auch noch Nichtlineritäten haben und die Eingangsstufen ebenfalls. Also fleissig kalibieren.
Das sagt was über ihre Relativität aus,nichts über ihre Konstanz an einem Ort aus.
Also ist es eher die Differenz zweier Werte, die dann interessiert. Gut, macht Sinn und leuchtet mir ein. Danke. Ich war mal auf einer Hifi-Messe in Braunschweig, wo ein Typ voller Begeisterung ein Lied zwei mal hintereinander abgespielt hat, einmal MP3 16bit und einmal MP3 24bit ;) Ich habe absolut KEIN Unterschied gemerkt. Zudem dachte ich, dass solche Hardcore Hifi-Fans, die die Laus auf dem Lautsprecherkabel husten hören, nichts von dem Verlustbehafteten MP3 halten. Von der Messe hab ich mir auch ein recht amüsanten Katalog mitgenommen. 1.5m HDMI-Kabel 7900€, Ethernet Cat5E Kabel 5m für ca 3000€, 2m Kaltgerätesteckerkabel 7200€, doch die Kröhnung war ein Silber-Lautsprecherkabel 20m für ~23ooo €. Da musste ich lachen.
Michael Skropski schrieb: > Ich war mal auf einer Hifi-Messe in Braunschweig, wo ein Typ voller > Begeisterung ein Lied zwei mal hintereinander abgespielt hat, einmal MP3 > 16bit und einmal MP3 24bit ;) Ich habe absolut KEIN Unterschied gemerkt. Welcher Händler war das denn? Gruss Harald
Michael Skropski schrieb: > Ich habe absolut KEIN Unterschied gemerkt. Dazu muss man aber auch bedenken, dass ein lauter Messestand was anderes ist, als zu Hause das eigene (vielleicht noch akustisch optimierte) Wohnzimmer. Das heißt nicht, dass ich glaube, dass man einen Unterschied hören kann, aber ausschließen kann ich es aufgrund mangelnder Erfahrung nicht.
Dussel schrieb: > Das heißt nicht, dass ich glaube, dass man einen Unterschied hören kann, > aber ausschließen kann ich es aufgrund mangelnder Erfahrung nicht. Irgendeine Aussagekraft bei einem solchen Test erzielt man aber bestenfalls, wenn der Test als Doppelblindtest ausführt wird. Gruss Harald
Harald Wilhelms schrieb: > Welcher Händler war das denn? Ich weiß es nicht mehr, ist schon 2-3 Jahre her. Ich muss aber auch sagen, das ich eher nicht so ein Hifi-Freak bin. Ich mags natürlich, wenns gut klingt und auch wenn es bei einigen Filmen ordentlich rummst, ohne das etwas verzerrt wird/klingt, jedoch war ich mit meinem Onkel und Cousin da, die da schon eher Ahnung haben und Geld lassen (wenn auch nicht so übertrieben viel). Ich kann höchstens den Prospekt einscannen oder schauen, obs dem im Internet gibt, allerdings hatte das nichts mit der Vorführung zutun. Dussel schrieb: > Dazu muss man aber auch bedenken, dass ein lauter Messestand was anderes > ist, als zu Hause das eigene (vielleicht noch akustisch optimierte) > Wohnzimmer. Ansich ja, wobei es ein Schallgeschützter nebenraum war, wo verschiedene Hersteller dann ihre Geräte vorgeführt haben. Es war also schon ruhig da. Harald Wilhelms schrieb: > Irgendeine Aussagekraft bei einem solchen Test erzielt man aber > bestenfalls, wenn der Test als Doppelblindtest ausführt wird. Einer der Lieblingssprüche von meinem Onkel ist: "Der Perfekte Lautsprecher und/oder linearste Frequenzgang ist keine Garantie für guten Klang", sprich nicht alles was Perfekt ist, muss gut klingen. Und erst recht nicht für jeden. Also ist alles sowieso subjektiv.
Bei delta-sigma Wandlern gehen 4 bis 5 Bit für das notwendige Noise-Shaping drauf. Außerdem haben sie durchweg katastrophale Eingangsoffsets, weil immer mehrere interne OpAmps im Eingangspfad liegen. Mich dünkt, daß sie einfach im Verhältnis zu anderen Wandlerstrukturen besonders billig herzustellen sind. Für Audio ist das alles kein Problem. Gibt ja kein DC und der Offset zeigt sich nur in einem minimal verkleinerten Dynamikbereich. Dafür gewinnt man ein super vereinfachtes Antialiasing-Filter am Eingang. Andere Wandler brauchen deutlich aufwändigere Filter! Es gibt solche Wandler auch mit mehr als 24Bit intern, wo dann nur ein Teil der Bits am Ausgang erscheint. War der LTC240x nicht so einer? Weiß ich jetzt nicht aus dem Kopf. Die maximale Auflösung ist nur vom Rauschen und der Stabilität des Taktgenerators abhängig. Wo da die Grenze liegt, tja, fand ich bislang nix drüber.
Michael Skropski schrieb: > Hab ich da einen Denkfehler? Macht solch eine Auflösung dann überhaupt > Sinn? 1. Ja 2. Ja. Du hast das Prinzip dieser Wandler nicht so recht verstanden. Also: Auf der analogen Seite ist das grundlegende Prinzip die Ladungsbalance. Das läuft auf einen 1 Bit Wandler hinaus, der einen Stream von Nullen und Einsen erzeugt. Nun könnte man ja für 2^24 Takte die Anzahl der Einsen zählen, was dann das digitale Ergebnis wäre. Dauert aber viel zu lange. Also wird die Sache anders gesehen: der Stream von Nullen und Einsen ist eine digitale Gleichspannung, überlagert mit einem ebenfalls digitalen Wechselspannungsanteil. Also braucht man dieses Signal nur digital zu filtern und erhält damit den Gleichanteil als Ergebnis. OK? Tja, so wird's gemacht, aber das Resultat hat eine benennbare Bandbreite, nämlich die Bandbreite des digitalen Tiefpasses, der zur Anwendung kommt. Prinzipiell kommen im Ergebnis alle möglichen Werte vor, aber eben mit einer Wahrscheinlichkeit entsprechend der Verteilung. Wahrscheinlich ne Gausskurve, aber sicher bin ich mir da nicht. Du hast also NIEMALS bei so einem Wandler irgendeinen KONSTANTEN Wert als Ergebnis, sondern eben IMMER eine Bandbreite von Werten, die umso größer ist, je schneller man den Wandler laufen läßt. Im Digitalen sind das eben die Bits, die für den Beobachter sichtbar "wackeln". Wer es genauer haben will, muß das digitale Filter schmalbandiger einstellen und ggf. per Software (Mittelwerte) nochmal einengen. Das ist ne physikalische Gesetzmäßigkeit. Man kann nicht Auflösung UND Wandlergeschwindigkeit zugleich beliebig hoch treiben. W.S.
Wenn Ihr Euch mal angeschaut hättet, was der TO verlinkt hat, wäre Euch aufgefallen, dass es ein EKG-Frontend ist. Der Grund für die hohe Auflösung ist nur, dass man ein Signal messen will, was auf irgendeinem großen Wabbelmist liegt. Elektrodendrift, Bewegungsartefakte, Schwitzen etc. Niemand will da Genauigkeit, nur ein möglichst großes SNR. Denn damit spart man sich die analoge Signalkonditionierung und verlagert die in den Rechner. Und das ist, wie man weiß, eben billiger im Massenmarkt.
Abdul K. schrieb: > Bei delta-sigma Wandlern gehen 4 bis 5 Bit für das notwendige > Noise-Shaping drauf. Außerdem haben sie durchweg katastrophale > Eingangsoffsets, weil immer mehrere interne OpAmps im Eingangspfad > liegen. Es gibt solche und solche... CS5534 max. +-32 LSB ~300 nV bei 5V Referenz AD7190 typ. 500 nV unkalibriert, AD7794 nach interner Kalibrierung in der Größenordnung des Rauschens bei der zur Kalibrierung gewählten Datenrate/Verstärkung, ebenso der Verstärkungsfehler. LMP90100 unterhalb des Rauschens, wenn die Hintergrundkalibrierung eingeschaltet ist. Die beiden ersten schaffen 23 bzw. 22.5 rauschfreie Bits > Es gibt solche Wandler auch mit mehr als 24Bit intern, wo dann nur ein > Teil der Bits am Ausgang erscheint. War der LTC240x nicht so einer? Weiß > ich jetzt nicht aus dem Kopf. Ja, einige aus der Serie geben die auch mit aus beim Auslesen. ADS1281/82 sind mit No Missing Codes: 31 Bit spezifiziert...
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